胚性幹細胞由来の間葉系幹細胞の細胞生物学的解析

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私たちは、最近マウスES細胞の分化誘導のシステムを用いて、間葉系幹細胞が培養開始9日目のPDGFRα+細胞に含まれることを明らかとした。レチノイン酸を分化誘導開始後の2日目から5日目まで加えた誘導条件では、4日目の中胚葉細胞の出現は完全に消失する。代わりに、培養開始9日目にピークとなるPDGFRα+細胞の出現が観察される。このPDGFRα+細胞は、純化・培養後の観察で、形態的には、骨髄由来の間葉系細胞であるストロマ細胞に、極めて類似していて、試験管内で高い増殖力を示す。中胚葉、神経系、内胚葉系特異的マーカーの発現は見られず、間葉系マーカーの発現が見られる。この細胞分画の中に、自己複製能と多分化能(脂肪・骨・軟骨細胞へ分化)を有する間葉系幹細胞が存在することを明らかとした。次に、私たちは、この間葉系幹細胞がどのような細胞系列から分化するのかについて解析を行った。その結果、間葉系幹細胞はES細胞の分化誘導システムでは、Sox1+の神経上皮細胞由来であることが明らかとなった。さらに、Sox1-Creマウスを作成し解析を進めた結果、ES細胞の試験管内分化系と同様に、in vivoにおいても神経上皮由来の間葉系幹細胞が存在することが明らかとなった。また、その分化過程を司る分子メカニズムを明らかとするために、DNAマイクロアレイ法にて、分化の中間段階にある細胞1つ1つについて、網羅的遺伝子発現プロファイルの作成を行った。このプロファイルを用いて、PDGF受容体分子と類似の発現パターンを示す機能不明分子ARID3Bを単離した。作成したノックアウト・マウスは、胎生11.5日以前に、致死を示した。致死直前のマウスでは頭部間葉系細胞がほとんど消失していることから、この分子は間葉系細胞の分化・増殖・維持に必須の分子であることが明らかとなった。